Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 [ 184 ] 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рис. XXI-23. Схема, поясняющая обозначения к гидравлическому расчету трубчатой печи

=848Г.

Для фракций, находящихся в паровой фазе и имеющих средние температуры кипения в начале рассчитываемого участка Го и при выходе из печи Г, молекулярные массы соответственно равные Mq и Мк, среднюю плотность при давлении 10 Па можно найти из выражения

-L=424

о к J

Если в начале и в конце рассчитываемого участка паровая фаза состоит из одних и тех же компонентов, т.е. когда = = Г и Mq = = = М, как это, например, наблюдается в печах для отгона

растворителя на установках по очистке масел, то

J =848i.

Рп М

Чтобы упростить расчет, Я. Г. Соркин рекомендует для печей, нагревающих нефть и полумазут, принимать 1/р„ = 3500 и для печей, нагревающих мазут, 1/рп = 2000.

Путем несложных преобразований уравнений (XXI.21) - (XXI.23) основное уравнение (XXI.20) можно представить в более удобном для расчета виде:

Р„ =

(XXI.24)

В приведенном уравнении первое слагаемое, стоящее в квадратных скобках, значительно меньше второго, поэтому с некоторым приближением его можно записать следующим образом:

р + 9,8Ш„(е,+е„)

Расчетное уравнение (XXI.24) значительно упрощается, если начало испарения приходится на начало рассчитываемого участка, так как в этом случае е„ = 0. Для этого случая имеем

Р„ =

р,+9,81е.

Рп J

или в приближенном виде

Ри=,

р:+9,8Ш„е,

Допустим, что испарение сырья начинается в точке Я (см. рис. XXI-23), давление в начале участка испарения равно р„, при этом температура сырья („, а длина участка испарения 1„.

Расчетная длина участка испарения У„ определяется по уравнению

(2 к

(XXI.25)

где Н" - энтальпия сырья смеси паровой е и жидкой (1 - е) фаз при

температуре выхода из печи,

Я,;«=еН+(1-е)Л„;

h, и h, - соответственно энтальпия сырья соответственно в начале участка испарения при температуре („ и при температуре входа сырья в радиантные трубы; 1 - расчетная длина радиантных труб, равная сумме фактической длины труб и приведенной длины печных двойников,

Ур = ПрУ„ + (Пр - 1)7з,

здесь Пр - число радиантных труб, приходящихся на один поток сырья; 1„ - полная длина одной трубы; У, - эквивалентная длина печного двойника (для двойников с резким поворотом она принимается равной (50- 100)d, для двойников с плавным поворотом потока 7, « 30 d).

Расчетная длина участка испарения может быть определена по уравнению (XXI.25), если известна температура в начале участка испарения („, которую для данного сырья можно найти, если известно давление в начале участка испарения р„, в свою очередь определяемое по уравнению Бакланова в зависимости от длины участка испарения У„.

Потерю напора рассчитывают методом последовательного приближения. Рекомендуется следующая схема.

1. Задаться давлением в начале участка испарения.

2. Определить температуру начала однократного испарения сырья соответствующую этому давлению.

3. Вычислить энтальпию сырья Л, при температуре t„, определить длину участка

испарения и по формуле Бакланова вычислить давление в начале участка испарения р„.

Если принятое ранее значение давления р„ совпадает с вычисленным по соответствующему уравнению (XXI.20) или (XXI.24) значением р„, то расчет сделан верно. В противном случае надо произвести пересчет, задавшись новым значением р„.

Обычно до получения удовлетворительной сходимости приходится делать три-четыре пересчета.

Для определения температуры начала однократного испарения при принятом значении р„ рекомендуется построить кривую зависимости температур начала однократного испарения данного сырья от давления (рис. XXI-24). Приведенная кривая характеризует давление насыщенных паров данного сырья и может быть построена для многокомпонентной смеси по уравнению

где р. - давление насыщенных паров компонентов, входящих в состав сырья; х -

молекулярные концентрации этих компонентов.

Для построения подобной кривой следует задаться тремя произвольно выбранными температурами, в пределах которых ожидается получить температуру начала однократного испарения и определить соответствующее давление р„.

В печах, предназначенных для передачи тепла экстрактному раствору на установке по очистке масел, давление насыщенных паров раствора можно определить, пренебрегая давлением паров экстракта, поскольку в условиях отгонки растворителя компоненты, входящие в состав экстракта, практически нелетучи. В этом случае давление насыщенных паров раствора определяется по уравнению

где Р и хр - соответственно давление насыщенных паров растворителя и его молекулярная концентрация в исходном растворе.

Потерю напора на участке нагрева рассчитывают по уравнению Дарси - Вейсбаха:

где Лр„ - потеря напора на участке нагрева. Па; X - коэффициент гидравлических сопротивлений; 7„ - расчетная длина участка нагрева, включающая эквивалентную длину печных двойников, м; d - внутренний